Quality Engineering 04.18

:: Technik
Die vollautomatische
3D-Inspektionszelle
Val-IT Flex lässt sich direkt
an der Fertigungsanlage
einsetzen
Bild: SenseIT
3D-Inspektionszelle für die Inline-Bauteilprüfung in der Fertigungsindustrie
Vollautomatisch und effizient
SenseIT hat sich auf die Entwicklung von vollautomatischen 3D-Inspektionszellen spezialisiert,
die direkt an der Fertigungsanlage eingesetzt werden können. Das erhöht die Autonomie und
sorgt für Zeit- und Kostenersparnis. Die wichtigsten Komponenten der Inline-Inspektionszellen
sind Stereo-3D-Kameras von IDS. Diese prüfen sehr komplexe Bauteile in weniger als 30 s.
Der Autor
Heiko Seitz
Technischer Redakteur
IDS Imaging
www.ids-imaging.de
„Bei der Entwicklung der 3D-Inspektionszelle Val-IT Flex
haben wir die Vorteile der 3D-Messtechnik optimal umgesetzt.
Dafür haben wir drei Ensenso 3D-Kameras implementiert.
Dank deren 3D-Technologie sind wir in der
Lage, Abweichungen innerhalb eines Zehntelmillimeters
zu erkennen. Das ist mehr, als das menschliche Auge
kann“, erklärt Anouar Manders, Mitbegründer von
SenseIT mit Sitz im niederländischen Delft.
Das System prüft und validiert die Vollständigkeit zusammengesetzter
Produkte bis zur Größe eines Schuhkartons
und ist bei der Fehlererkennung außergewöhnlich
präzise: die Software signalisiert Abweichungen im
Zehntelmillimeterbereich. Dies betrifft alle Arten von
Fehlern, die während der Produktion oder des Transports
auftreten können: gebrochene oder fehlende Teile,
Verformungen, Zerspanungsmaterial, Vertiefungen
oder übermäßige Grate.
Die Val-IT Flex-Zelle besteht aus einem Drehtisch und
drei Ensenso N35 3D Kameras. Das zu prüfende Bauteil
wird auf den zylindrischen Drehtisch mit einem Durchmesser
von 440 mm und 240 mm Höhe gelegt und von
allen Seiten aufgenommen. Während einer vorprogrammierten,
vollständigen 360° Drehung erzeugen die Kameras
eine hochauflösende Punktewolke des Bauteils.
Das Objekt wird dabei mit unterschiedlichen Integrationszeiten
aufgenommen, um der Varianz der Bauteileigenschaften
gerecht zu werden.
Die Ensenso 3D Kameras arbeiten dabei nach dem
Prinzip des räumlichen Sehens (Stereo Vision), das dem
menschlichen Sehvermögen nachempfunden ist. In jeder
Ensenso befinden sich zwei 2D-Kameras von IDS,
um die Szene aus unterschiedlichen Positionen betrachten
zu können. Durch die Unterschiede in der Lage der
betrachteten Objekte können Tiefeninformationen errechnet
werden. In einem Bildvergleich suchen spezielle
Algorithmen durch Matching nach identischen Bildpunkten
und visualisieren ihre Verschiebung mit allen
gefundenen Unterschieden in einer Disparity-Map. Diese
wird anschließend für die Berechnungen von Tiefeninformationen
für die resultierende Punktewolke verwendet.
Der lichtstarke Projektor der Ensenso Kameras sorgt
für die möglichst genaue, schnelle und zuverlässige Erfassung
des zu prüfenden Bauteiles. Eine Textur-Projektion
ermöglicht, dass auch bei schwierigen Lichtverhältnissen,
glatte oder spiegelnde Objekte beziehungsweise
Objekte mit nur schwach vorhandenen Strukturen kontrastreich
abgebildet werden, was wiederum beim Matching
die Genauigkeit erhöht.
Die integrierte Flexview-Technik ermöglicht zudem
minimale Verschiebungen der projizierten Textur auf
der Objektoberfläche des Bauteiles, wodurch die Hilfsstrukturen
variieren. Zur Verschiebung der Textur wird
ein Piezo-Element verwendet, das die Patternmaske im
Lichtstrahl verschieben kann. Die Kombination mehrerer
Bilder derselben Szene, aufgenommen mit unterschiedlichen
Strukturen, erhöht die Anzahl von Bildpunkten.
Dadurch wird eine größere Auflösung und so-
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